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Stopfbiichsenabdichtullg für heisses Speisewasser fördernde Kreiselpumpen.
Kreiselpumpen, die für die Speisung von Höchstdruckdampfkesseln dienen sollen, verlangen ein hocherhitzte, oft über mehrere 100 C vorgewärmtes Speisewasser, dessen Dampfspannung über 20 Atm. steigt. Unter diesen Bedingungen können die Stopfbüchsen, welche die Welle der Kreiselpumpe abdichten, selbst bei Anwendung von Metallpackung an Stelle der normalen Weichpackung nicht mehr so dicht gehalten werden wie es die Betriebssicherheit erfordert. Die Packung darf nämlich nur schwach auf die Welle gepresst werden, um ihrem raschen Verschleiss vorzubeugen.
Die Stopfbüchse konnte daher bisher nur für Kreiselpumpen verwendet werden, bei denen die Dampfdrücke des vorgewärmten Speisewassers nicht viel mehr als eine Atmosphäre überschreiten ; herrschen höhere Drucke, so geht das gewöhnlich immer durchtretende heisse Speisewasser sofort in Dampf über und vermehrt die bekannten Übelstände undichter Stopfbüchsen.
Die Erfindung hilft diesen Missständen auf einfache Art ab und sichert einen ungestörten Betrieb.
Sie beruht darauf, dass vor der Stopfbüchse ein von einem Kühlwasserraum umgebener Drosselspalt angeordnet ist. In diesem Drosselspalt wird das heisse Spaltwasser von dem durch den Kühlwasserraum fliessenden Kühlwasser soweit herabgekühlt, dass eine Verdampfung des Spaltwassers beim Durchtritt durch die Stopfbüchse praktisch vermieden ist. Das Spaltwasser erhält hiebei ein Temperatur-und damit ein Dampfdruckgefälle gegen die Atmosphäre. Eine unmittelbare Kühlung des Spaltwassers kommt nicht in Frage, weil durch Vermischen des kalten Kühlwassers mit dem heissen Speisewasser Kesselstein ausscheiden würde, der sich in dem Drosselspalt festsetzen und zum raschen Verschleiss der Welle beitragen würde.
Zwecks Vermeidung unnötiger Wärmeverluste zwischen Kühlwasserkammer und Spaltwasserraum ist vor dem Drosselspalt ein Luftraum angeordnet, welcher gegebenenfalls durch schlechte Wärmeleiter ausgefüllt werden kann.
Die Zeichnung zeigt einen Längsschnitt durch die Kreiselpumpe auf der Saugseite.
Das heisse Wasser des Spaltwasserraumes a (Spaltwasser) muss auf dem Wege zur Stopfbüchse b den Drosselspalt c durchfliessen, der von der Drosselbüchse d umgeben wird. Die Drosselbüchse ist möglichst lang und der Spalt möglichst eng, um die Fliessgeschwindigkeit des Spaltwassers gering zu halten. Die Drosselbüchse d wird von der Kühlwasserkammer e umgeben, durch die Kühlwasser zur Abkühlung des Spaltwassers umläuft. Längs des Drosselspaltes c vom Spaltwasserraum a bis zur Stopfbüchse b herrscht also im Spaltwasser ein Temperatur-und damit ein Dampfdruckgefälle gegen die Atmosphäre. Der der Temperatur des Spaltwassers entsprechende Dampfdruck ist so gering, dass vor der Stopfbüchse b keine Verdampfung des aus dem Drosselspalt austretenden Spaltwassers stattfindet.
Die Abdichtungsbedingungen sind somit für die Stopfbüchse erleichtert und weichen nicht von den normalen ab.
Zur Vermeidung unnötiger Wärmeverluste zwischen dem Kühlwasserraum e und dem Spaltwasserraum a ist ein Luftraum f angeordnet, der gegebenenfalls durch schlechte Wärmeleiter ausgefüllt werden kann.
Auf der Druckseite der Kreiselpumpe findet derselbe Vorgang statt, der für die dargestellte Saugseite erläutert ist.
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Stuffing box seal for centrifugal pumps conveying hot feed water.
Centrifugal pumps that are used to feed high pressure steam boilers require a highly heated feed water, often preheated to several 100 C, with a steam tension of more than 20 atm. increases. Under these conditions, the stuffing boxes, which seal the shaft of the centrifugal pump, can no longer be kept as tight as the operational safety requires, even if a metal packing is used instead of the normal soft packing. The packing may only be pressed lightly onto the shaft in order to prevent it from quickly wearing out.
The stuffing box could therefore only be used for centrifugal pumps in which the steam pressures of the preheated feed water do not exceed much more than one atmosphere; if higher pressures prevail, the hot feed water, which usually always passes through, immediately turns into steam and increases the well-known inconveniences of leaky stuffing boxes.
The invention remedies these deficiencies in a simple way and ensures undisturbed operation.
It is based on the fact that a throttle gap surrounded by a cooling water space is arranged in front of the stuffing box. In this throttle gap, the hot gap water is cooled down by the cooling water flowing through the cooling water space to such an extent that evaporation of the gap water when it passes through the stuffing box is practically avoided. The crack water receives a temperature and thus a vapor pressure gradient against the atmosphere. Immediate cooling of the gap water is out of the question because mixing the cold cooling water with the hot feed water would cause scale to separate out, which would settle in the throttle gap and contribute to the rapid wear and tear of the shaft.
In order to avoid unnecessary heat losses between the cooling water chamber and the gap water space, an air space is arranged in front of the throttle gap which, if necessary, can be filled with poor heat conductors.
The drawing shows a longitudinal section through the centrifugal pump on the suction side.
The hot water of the gap water space a (gap water) must flow through the throttle gap c, which is surrounded by the throttle sleeve d, on the way to the stuffing box b. The throttle sleeve is as long as possible and the gap as narrow as possible in order to keep the flow speed of the gap water low. The throttle sleeve d is surrounded by the cooling water chamber e through which the cooling water circulates to cool the gap water. Along the throttle gap c from the gap water space a to the stuffing box b there is therefore a temperature and thus a vapor pressure gradient in the gap water with respect to the atmosphere. The vapor pressure corresponding to the temperature of the gap water is so low that no evaporation of the gap water emerging from the throttle gap takes place in front of the stuffing box b.
The sealing conditions are thus made easier for the gland and do not deviate from the normal ones.
In order to avoid unnecessary heat losses between the cooling water space e and the gap water space a, an air space f is arranged which, if necessary, can be filled with poor heat conductors.
The same process takes place on the pressure side of the centrifugal pump that is explained for the suction side shown.
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